Association of changes in methylation status of Interleukin-1 Receptor type 2 gene in juvenile idiopathic arthritis

Abstract

Die juvenile idiopathische Arthritis (JIA) ist eine chronisch-entzündliche Autoimmunerkrankungen unbekannter Ursache, die in Österreich. Es ist bekannt, dass neben einer genetischen Komponente auch diverse Umwelteinflüsse, die epigenetische Veränderungen hervorrufen können, eine Ursache von Autoimmunerkrankungen sind. Da Epigenetik die Ursache für unterschiedliche Phenotype bei gleichen Genotypen sind, könnten Änderungen in krankheitsbezogenen Genen einen diagnostischen oder sogar auch prognostischen Nutzen in der frühen Diagnose von JIA und auch den therapeutischen Erfolg der JIA Therapie haben. Die Kartierung von Methylierungsmustern von Promotorregionen in krankheitsbezogenen Genen wie Interleukin-1 Rezeptor 2 Gen kann ein Hilfsmittel für das Verständnis von normalen und auch pathologischen Genexpressionen sein. Diese Methylierungsmuster wurden durch Bisulfitkonvertierung mit anschließender PCR mit hochauflösender Schmelzpunktanalyse und Sequenzierung analysiert. Die so gefundenen Hypomethylierungen in verschiedenen Patientenproben waren kongruent mit verschiedenen bereits durchgeführten Studien. Da diese Methylierungsmuster neben Kranken auch in gesunden Probanden zu finden waren können sie nicht als Biomarker eingesetzt werden. Ausnahme waren zwei methylierte Cytosine-phosphatidyl-Guanin Inseln bei einzelnen Patienten, deren einzigartige Methylierungsstatus durchaus als potentieller Biomarker bezeichnet werden kann.

Juvenile idiopathic arthritis (JIA) is a chronic inflammatory autoimmune disease with unknown cause. It is known that autoimmune diseases are genetically susceptible together with unknown additional environmental components that trigger epigenetic modifications. With epigenetics being the reason for sometimes very diverse phenotypes when presenting with the same genotype, changes in disease related genes might have a diagnostic or even a prognostic value for both, e-g- an early diagnosis of JIA and the therapeutic success of JIA therapy, respectively. The mapping of methylation patterns of promoters of disease related genes such as Interleukin-1 Receptor 2 gene might be one tool for understanding both normal and pathologic gene expression events. The methylation patterns were analyzed by bisulfite conversion followed by a PCR with high- resolution melting analysis and sequencing. The hypomethylations found in some patient samples were congruent with results of various studies. As these methylation patterns could be observed disease related as well as in healthy probands they cannot serve as biomarkers. Two methylated Cytosine-phosphatidyl- Guanine islands serving as the only unique methylation status, thus able to serve as a potential biomarker, could be found in four patients.